(57)【要約】  様々なニーズに応じた、汎用性の高いナチュラトロンスパッタ装置を提供する。真空容器内に、一対のターゲットが間隔をおいて対向配置されると共に、それぞれのターゲットの背面側に、前記ターゲット間に磁場空間を形成するための磁石が配置される、スパッタ部を備え、前記磁場空間が、周辺部では磁束密度が高く、中央部では磁束密度が低い磁場分布を有してなり、さらに、前記ターゲット間の側方に、前記磁場空間に臨んで基板が配置されるナチュラトロンスパッタ装置において、前記磁石は、主磁石と補足磁石とを有し、前記主磁石と補足磁石とが協働して周辺部での磁束密度に対する中央部での磁束密度を相対的に変化させる。
2011148488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に、一対のターゲットが間隔をおいて対向配置されると共に、それぞれのターゲットの背面側に、前記ターゲット間に磁場空間を形成するための磁石が配置される、スパッタ部を備え、前記磁場空間が、周辺部では磁束密度が高く、中央部では磁束密度が低い磁場分布を有してなり、さらに、前記ターゲット間の側方に、前記磁場空間に臨んで基板が配置されるナチュラトロンスパッタ装置において、
前記磁石は、主磁石と補足磁石とを有し、
前記主磁石と補足磁石とが協働して周辺部での磁束密度に対する中央部での磁束密度を相対的に変化させることを特徴とするナチュラトロンスパッタ装置。
【請求項２】
前記スパッタ部は、それぞれの前記ターゲットの背面側に、前記補足磁石を保持する補足磁石保持部をさらに有し、
少なくとも一方の前記補足磁石保持部は、前記主磁石から前記ターゲットへの方向における前記主磁石に対する前記補足磁石の位置を変更可能に、前記補足磁石を保持することを特徴とする請求項１に記載のナチュラトロンスパッタ装置。
【請求項３】
前記主磁石は、前記ターゲット側に一方の開口部が向けられた筒形状を有し、前記補足磁石は、前記筒形状の内部に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のナチュラトロンスパッタ装置。
【請求項４】
前記筒形状は、磁石が方形の各辺位置に配置される角筒形状であり、前記補足磁石は、前記ターゲットと前記主磁石とで囲まれた前記角筒形状の内部に配置されることを特徴とする請求項３に記載のナチュラトロンスパッタ装置。
【請求項５】
前記方形は、対向する一対の磁石を対向する他方の一対の磁石よりも長く形成することで長方形となり、前記補足磁石は、長辺側の対向する一対の磁石と略平行に長い方形を有し、前記対向する一対の磁石の中間位置に配置されることを特徴とする請求項４に記載のナチュラトロンスパッタ装置。
【請求項６】
それぞれの前記主磁石の少なくとも一方が電磁石であり、該電磁石に流す電流を変化させる主磁石電流変化部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のナチュラトロンスパッタ装置。
【請求項７】
それぞれの前記補足磁石の少なくとも一方が電磁石であり、該電磁石に流す電流を変化せる補足磁石電流変化部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のナチュラトロンスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナチュラトロンスパッタ装置に関し、特に、情報通信関連分野における光導波路デバイスや、ＳＡＷ（表面弾性波）フィルタ等への応用が期待される酸化物薄膜の作成に適したものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スパッタ現象を利用して基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置としては、高周波式、マグネトロン式、対向ターゲット式、（ミラートロン）等、種々の方式のスパッタ装置が提案されている。その中でも、ミラートロンスパッタ装置は、薄膜形成速度が極めて速いことから、近年、極めて有効なスパッタ装置として注目されるに至った。【０００３】
ミラートロンスパッタ装置として、一つのターゲットに対する総エロージョン量を増やして、該ターゲットの交換頻度を少なくすることを目的とする、特許文献１に記載のミラートロンスパッタ装置が知られている。特許文献１に記載のミラートロンスパッタ装置において、ターゲット間に形成される磁場空間は、磁束密度の高い周辺部と、磁束密度の低い中央部とを有する、カルデラ状の磁場分布となる。これにより、ターゲットは、略均一の深さを有する凹状にエロージョンされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特許第３５０５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１におけるミラートロンスパッタ装置では、ターゲットの交換頻度が少なくなることで、成膜時間効率の向上および成膜処理にかかるコストの低減に成功している。さらには、磁場空間において周辺部の磁束密度が高いことで、プラズマは、磁場空間内に閉じ込められる。これにより、プラズマが基板を叩くことを防止して、成膜中の膜表面に多数のダングリンボンドが発生することを防止している。【０００６】
また、反応性スパッタの場合、反応性ガスは、磁場空間内に進入し難い。これにより、反応性ガスがターゲットと反応することに起因する、ターゲット表面への酸化物、窒化物等の誘電膜の形成を防止して、異常アーク放電の発生を抑制している。【０００７】
特許文献１のミラートロンスパッタ装置における利点をより生かすことを目的として、より汎用性に富むスパッタ装置の提供が求められている。すなわち、特許文献１のミラートロンスパッタ装置において形成される磁場空間の特徴を維持しつつ、ターゲット材料の種類等に応じて、より適した磁場空間を形成するミラートロンスパッタ装置の提供が求められている。【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑み、様々なニーズに応じた、汎用性の高いナチュラトロンスパッタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るナチュラトロンスパッタ装置は、真空容器内に、一対のターゲットが間隔をおいて対向配置されると共に、それぞれのターゲットの背面側に、ターゲット間に磁場空間を形成するための磁石が配置される、スパッタ部を備え、磁場空間が、周辺部では磁束密度が高く、中央部では磁束密度が低い磁場分布を有してなり、さらに、ターゲット間の側方に、磁場空間に臨んで基板が配置されるナチュラトロンスパッタ装置において、磁石は、主磁石と補足磁石とを有し、主磁石と補足磁石とが協働して周辺部での磁束密度に対する中央部での磁束密度を相対的に変化させる。【００１０】
かかる構成によれば、主磁石および補足磁石を有する磁石は、ターゲット間に磁場空間を形成する。磁石は、周辺部の磁力線を密、中央部に向かうほど磁力線を疎とする磁場空間を形成する。磁場空間は、カルデラ状の磁場分布となる。すなわち、磁場空間は、磁束密度の高い周辺部と、磁束密度の低い中央部とを有する。主磁石および補足磁石は、協働して、周辺部の磁場の強度に対する中央部の磁場の強度を相対的に変化させる。すなわち、主磁石および補足磁石は、カルデラ状の磁場分布を維持しつつ、スパッタの目的に応じて、周辺部の磁場の強度に対する中央部の磁場の強度を相対的に変化させる。ターゲットは、スパッタされることで、略均一の深さを有する凹状にエロージョンされる。【００１１】
また、本発明に係るナチュラトロンスパッタ装置の構成によれば、スパッタ部は、それぞれのターゲットの背面側に、補足磁石を保持する補足磁石保持部をさらに有し、少なくとも一方の補足磁石保持部は、主磁石からターゲットへの方向における主磁石に対する補足磁石の位置を変更可能に、補足磁石を保持する。【００１２】
かかる構成によれば、補足磁石保持部は、主磁石からターゲットへの方向における、主磁石の位置に対して保持する補足磁石の位置を変更する。補足磁石保持部は、補足磁石の位置を変更することで、補足磁石による磁場空間への影響を変化させる。すなわち、補足磁石保持部は、補足磁石の位置をターゲットから離すことで、補足磁石による磁場空間への影響を減じる。また、補足磁石保持部は、補足磁石の位置をターゲットに近づけることで、補足磁石による磁場空間への影響を増加させる。これにより、補足磁石保持部は、補足磁石の位置を変更することで、周辺部での磁束密度に対する中央部での磁束密度を相対的に変化させる。【００１３】
また、本発明に係るナチュラトロンスパッタ装置によれば、主磁石は、ターゲット側に一方の開口部が向けられた筒形状を有し、補足磁石は、筒形状の内部に配置される。また、筒形状は、磁石が方形の各辺位置に配置される角筒形状であり、補足磁石は、ターゲットと主磁石とで囲まれた角筒形状の内部に配置される。また、方形は、対向する一対の磁石を対向する他方の一対の磁石よりも長く形成することで長方形となり、補足磁石は、長辺側の対向する一対の磁石と略平行に長い方形を有し、対向する一対の磁石の中間位置に配置される。【００１４】
かかる構成によれば、主磁石が筒形状を有することで、補足磁石は、主磁石の筒形状の内部に配置できる。補足磁石が主磁石の筒形状の内部に配置できるので、主磁石と補足磁石とは、一対のターゲットの背面からターゲット間に磁場空間を形成できる。主磁石と補足磁石とは、協働して磁場空間を形成する。【００１５】
また、本発明に係るナチュラトロンスパッタ装置によれば、それぞれの主磁石の少なくとも一方が電磁石であり、該電磁石に流す電流を変化させる主磁石電流変化部をさらに有する。また、それぞれの補足磁石の少なくとも一方が電磁石であり、該電磁石に流す電流を変化せる補足磁石電流変化部をさらに有する。【００１６】
かかる構成によれば、主磁石電流変化部は、少なくとも一方が電磁石である主磁石の電流値を変化させる。また、補足磁石電流変化部は、少なくとも一方が電磁石である補足磁石の電流値を変化させる。主磁石または補足磁石は、電流値の変化に応じて、磁場空間での磁束密度を変化させる。すなわち、主磁石または補足磁石は、磁場空間に対して、電流値が高くなることで高い磁束密度を磁場空間に提供し、電流値が低くなることで低い磁束密度を磁場空間に提供する。主磁石および補足磁石は、カルデラ状の磁場分布を維持しつつ、協働して周辺部での磁束密度に対する中央部での磁束密度を相対的に変化させる。【００１７】
また、補足磁石保持部が主磁石からターゲットへの方向における、主磁石の位置に対して保持する補足磁石の位置を変更する場合、補足磁石は、電流値の変化および位置の変化に応じて、磁場空間に影響を与える。すなわち、補足磁石は、電流値が高い程、磁場空間に対して高い磁束密度を提供するとともに、ターゲットへの距離が近い程、磁場空間に対して高い磁束密度を提供する。主磁石および補足磁石は、カルデラ状の磁場分布を維持しつつ、協働して周辺部での磁束密度に対する中央部での磁束密度を相対的に変化させる。
【発明の効果】
【００１８】
以上の如く、本発明に係るナチュラトロンスパッタ装置によれば、様々なニーズに応じた、汎用性の高いナチュラトロンスパッタ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るナチュラトロンスパッタ装置の概略構成図を示す。
【図２】同実施形態の磁石の配置態様を示し、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、（ａ）のＰ矢視図を示す。
【図３】同実施形態における中間面での位置と磁束密度との関係の一例を示す。
【図４】同実施形態における中間面での位置と磁束密度との関係の一例を示す。
【図５】同実施形態における中間面での位置と磁束密度との関係の一例を示す。
【図６】同実施形態における中間面での位置と磁束密度との関係の一例を示す。
【図７】同実施形態における中間面での位置と磁束密度との関係の一例を示す。
【図８】同実施形態における中間面での位置と磁束密度との関係の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るナチュラトロンスパッタ装置の一実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るナチュラトロンスパッタ装置の概略構成図を示す。
【００２１】
本実施形態に係るナチュラトロンスパッタ装置２は、真空容器１内に、スパッタ部１００を備える。スパッタ部１００は、一対のターゲットホルダ３ａ，３ｂ、および間隔をおいて対向配置される一対の板状のターゲット９を有する。たとえば、一対の板状のターゲット９は、一対のターゲットホルダ３ａ，３ｂによって、互いが平行になるようにナチュラトロンスパッタ装置２に支持されている。
【００２２】
一対のターゲットホルダ３ａ，３ｂのそれぞれは、第一筒体４、第一フランジ５、第二フランジ６、第三フランジ７、および支持板８、補足磁石１１、主磁石１２、補足磁石保持部１３、および蓋部１７を含む。第一筒体４は、角筒状を有し、ナチュラトロンスパッタ装置２本体に固定される。第一フランジ５は、第一筒体４の一端側の開口部に固定される。第二フランジ６は、第一フランジ５に固定される。第三フランジ７は、第二フランジ６に固定される。支持板８は、第三フランジ７に固定され、方形状を有する。
【００２３】
また、第一筒体４の内側には、第二フランジ６および第三フランジ７の内面に一端が固定された第二筒体１０が配置されている。第二筒体１０は、第一筒体４と同心にして配置されている。第二筒体１０の内面には、一対のターゲット９間に磁場空間Ｈを形成するための磁石が配置されている。磁石は、補足磁石１１および主磁石１２を有する。補足磁石１１および主磁石１２は、一対のターゲット９の背面側に位置するように配置されている。
【００２４】
なお、一対の主磁石１２ａ，１２ｂは、磁力線が一方のターゲットホルダ３ａから他方のターゲットホルダ３ｂに向かって走る、対向する部分が対極をなすように配置される。すなわち、一方のターゲットホルダ３ａの主磁石１２ａのＮ極は、他方のターゲットホルダ３ｂの主磁石１２ｂを向くように配置される。他方のターゲットホルダ３ｂの主磁石１２ｂのＳ極は、一方のターゲットホルダ３ａの主磁石１２ａを向くように配置される。
【００２５】
主磁石１２は、一対のターゲット９側に一方の開口部が向けられた筒形状を有する。補足磁石１１は、主磁石１２の筒形状の内部に配置される。補足磁石保持部１３ａ，１３ｂのそれぞれは、それぞれのターゲット９，９の背面側に、補足磁石１１ａ，１１ｂをそれぞれ保持する。補足磁石保持部１３ａ，１３ｂは、主磁石１２ａ，１２ｂにそれぞれ係止される。少なくとも一方の補足磁石保持部１３は、主磁石１２から一対のターゲット９への方向における、主磁石１２に対する補足磁石１１の位置を変更可能に、補足磁石１１を保持する。
【００２６】
たとえば、補足磁石保持部１３は、レール部３０とレール部３０を滑動する滑動部３１とを有する。レール部３０は、筒形状を有する主磁石１２の内接面に係止される。レール部３０は、筒形状である主磁石１２の両開口面の方向に向かって伸びている。レール部３０は、主磁石１２の両開口面に対して垂直な方向に伸びているのが好ましい。
【００２７】
滑動部３１は、レール部３０を滑動可能にレール部３０に係止される。また、滑動部３１は、補足磁石１１を係止する。滑動部３１は、補足磁石１１の両磁極を結ぶ線に対して垂直となる面のいずれかの位置で補足磁石１１を係止する。
【００２８】
滑動部３１は、一対のターゲット９方向にレール部３０を滑動することで、補足磁石１１を一対のターゲット９に近づける。滑動部３１は、一対のターゲット９と逆方向にレール部３０を滑動することで、補足磁石１１を９から遠ざける。滑動部３１が補足磁石１１をターゲット９に近づけることで、補足磁石１１間の磁束密度を高くすることができる。滑動部３１が補足磁石１１をターゲット９から遠ざけることで、補足磁石１１間の磁束密度を低くすることができる。
【００２９】
主磁石１２の両端（両磁極）のうち、相手のターゲットホルダ３と反対側の端部（磁極）には、ブロック状のヨーク１４が接合されている。たとえば、ヨーク１４は、ステンレス製（磁性体）であってよい。ヨーク１４の存在により、主磁石１２の両端のうち、相手のターゲットホルダ３側の端部から回帰する磁力線は、ヨーク１４の両端のうち、主磁石１２との接合端と反対側に位置する端部に戻されることになる。これにより、該回帰磁力線の直線化が図られる。なお、ヨーク１４は、第二筒体１０にネジ止め可能となっている。ヨーク１４と主磁石１２とは、それぞれの端面に塗布された接着剤により接合されている。
【００３０】
ターゲットホルダ３の一端部（相手のターゲットホルダ３側の端部）には、ターゲット９の表面を覆うようにシールドカバー１６が外装される。シールドカバー１６には、開口１６ａが形成されている。開口１６ａは、ターゲット９表面の所定領域のみを臨出するように、この所定領域に対応して形成されている。シールドカバー１６は、たとえばＳＵＳ３０６の板状態で構成され、アース電位（０Ｖ）とされる。
【００３１】
一対のターゲットホルダ３の側方には、板状の隔壁１８が配置されている。隔壁１８には、一対のターゲット９間の空間領域に臨む開口１８ａが形成されている。本実施形態においては、開口１８ａは方形状に形成されている。方形状は、一対のターゲット９の縦方向（図１の紙面の上下方向）の長さに対応する縦辺（図１の紙面の上下方向）と、一対のターゲット間の距離に対応する横辺（図１の紙面の平行方向）とを有する。開口１８ａの配置は、一対のターゲット９間の空間領域の横断面（隔壁１８と平行方向）と略一致する配置となる。
【００３２】
ガス供給パイプ１９，１９は、隔壁１８の外側であって、端縁近傍位置に配置される。ガス供給パイプ１９，１９は、酸素ガスや窒素ガス等の反応性ガスを供給する。ガス供給パイプ２０は、ガス供給パイプ１９と反対側におけるターゲット９，９間の側方位置に配置される。ガス供給パイプ２０は、ガス供給パイプ１９とは別の経路にして、アルゴンガス等の不活性ガスを供給する。
【００３３】
基板２２は、隔壁１８の外側であって、一対のターゲット９間の側方位置に、一対のターゲット９間に臨んで配置される。ガス供給パイプ１９は、ガス噴出し孔（図示しない）から基板２２側に向けて、ガス供給パイプ１９内の反応性ガスを吹き出す。なお、基板２２は、フィルム等であってもよい。
【００３４】
ガス供給パイプ１９は、反応性ガスの流量制御を可能とする。反応性ガスの流量制御が可能であることで、ガス供給パイプ１９は、スパッタ粒子の化合物の組成をかえることができる。たとえば、一対のターゲット９の材質がシリコン（Ｓｉ）である場合、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）のＸは、０から２まで変化させることができる。
【００３５】
本実施形態に係るナチュラトロンスパッタ装置２は、反応性ガスの活性度を高める施策として、ガス供給パイプ１９および基板２２に直流（ＤＣ）や高周波（ＲＦ）の電圧をそれぞれ印加できる。これにより、ナチュラトロンスパッタ装置２は、反応性ガスをイオン化させることができる。また、ナチュラトロンスパッタ装置２は、基板２２の表面付近に光や粒子ビームを照射して、反応性ガスを励起状態にすることができる。また、ナチュラトロンスパッタ装置２は、基板２２にバイアス電圧を印加して、反応性ガスをイオン化させる構成（図示しない）を採用することができる。
【００３６】
図２は、同実施形態の磁石の配置態様を示し、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は、（ａ）のＰ矢視図を示す。それぞれのターゲットホルダ３において、磁場発生手段は、５つの磁石を有する。５つの磁石は、４つの主磁石１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄと、１つの補足磁石１１とを含む。主磁石１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれは、方形の各辺位置に配置される。これにより、主磁石１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄは、ターゲット９側に一方の開口部が向けられた筒形状を有する。より具体的には、磁石が方形の各辺位置に配置される角筒形状を有する。対向する一対の主磁石１２Ｃ、１２Ｄは、他の一対の主磁石１２Ａ、Ｂよりも縦方向に長く形成されている。これにより、方形は、対向する一対の主磁石１２Ｃ、１２Ｄを対向する他方の一対の主磁石１２Ａ、１２Ｂよりも長く形成することで長方形となる。すなわち、主磁石１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄは、側面視長方形状となっている。
【００３７】
補足磁石１１は、ターゲット９と主磁石１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄとで囲まれた角筒柱状の内部に配置される。補足磁石１１は、長辺側の対向する一対の主磁石１２Ｃ、１２Ｄと略平行に長い方形を有し、対向する一対の主磁石１２Ａ、１２Ｂの中間位置に配置される。
【００３８】
磁場空間は、周辺部では磁束密度が高く、中央部では磁束密度が低い、カルデラ状の磁場分布を有する。主磁石１２と補足磁石１１は、カルデラ状の磁場分布を維持しつつ、協働して、周辺部での磁束密度に対する中央部での磁束密度を相対的に変化させる。
【００３９】
主磁石１２ａ，１２ｂ間の中間面をＱとする。主磁石１２，・・・の中心軸線と中間面Ｑとが交わる点をＡとする。主磁石１２ａと１２ｂとを結ぶ線と中間面Ｑとが交わる点をＢとする。中間面Ｑ上の中心部付近、すなわちＡ点を含む周辺領域において、磁束密度は、最小となる。中間面Ｑ上の端部付近、すなわちＢ点の近傍領域において、磁束密度は、最大となる。
【００４０】
図３から図８は、同実施形態における中間面での位置と磁束密度との関係の一例を示す。Ｘ軸は、中間面Ｑ上における位置を示し、Ｙ軸は、磁束密度の高さを示す。
【００４１】
図３から図５は、主磁石１２と補足磁石１１とが一対のターゲット９に向かう方向に異極を向けている場合を示す。たとえば、主磁石１２が一対のターゲット９に向かう方向にＮ極を向けている場合、図３から図５は、補足磁石１１が一対のターゲット９に向かう方向にＳ極を向けている場合を示す。すなわち、図３から図５は、主磁石１２および補足磁石１１が異極である場合を示す。
【００４２】
図６から図８は、主磁石１２と補足磁石１１とが一対のターゲット９に向かう方向に同極を向けている場合を示す。たとえば、主磁石１２が一対のターゲット９に向かう方向にＮ極を向けている場合、図６から図８は、補足磁石１１がターゲット９に向かう方向にＮ極を向けている場合を示す。すなわち、図６から図８は、主磁石１２および補足磁石１１が同極である場合を示す。
【００４３】
図３では、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が弱い場合、図４では、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が中程度の場合、図５では、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が強い場合を示す。また、図４では、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が弱い場合、図５では、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が中程度の場合、図６では、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が強い場合を示す。
【００４４】
一対のターゲット９間での磁束密度は、Ａ点を含む周辺領域において最小となる。一対のターゲット９間での磁束密度は、Ｂ点の近傍領域において最大となる。磁束密度の最大値Ｈは、主磁石１２および補足磁石１１を異極とする場合に比べ、主磁石１２および補足磁石１１を同極とする場合により高くなる。また、主磁石１２および補足磁石１１が異極である場合、磁束密度の最大値Ｈは、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が強いほど、低くなる。主磁石１２および補足磁石１１が同極である場合、磁束密度の最大値Ｈは、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が強いほど、高くなる。
【００４５】
図３から図８のそれぞれにおける磁束密度の最大値Ｈを、それぞれＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ１’、Ｈ２’、Ｈ３’とすると、
Ｈ３＜Ｈ２＜Ｈ１＜Ｈ１’＜Ｈ２’＜Ｈ３’
となる。
【００４６】
磁束密度の最大値と最小値との差Ｄは、主磁石１２および補足磁石１１を異極とする場合に比べ、主磁石１２および補足磁石１１を同極とする場合により小さくなる。また、主磁石１２および補足磁石１１が異極である場合、磁束密度の最大値と最小値との差Ｄは、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が強いほど、大きくなる。主磁石１２および補足磁石１１が同極である場合、磁束密度の最大値と最小値との差Ｄは、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が強いほど、小さくなる。
【００４７】
図３から図８のそれぞれにおける磁束密度の最大値と最小値との差Ｄを、それぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ１’、Ｄ２’、Ｄ３’とすると、
Ｄ３＞Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ１’＞Ｄ２’＞Ｄ３’
となる。
【００４８】
磁束密度の２つの最大値間の距離Ｗは、主磁石１２および補足磁石１１を異極とする場合に比べ、主磁石１２および補足磁石１１を同極とする場合により広くなる。また、主磁石１２および補足磁石１１が異極である場合、磁束密度の２つの最大値間の距離Ｗは、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が強いほど、狭くなる。主磁石１２および補足磁石１１が同極である場合、磁束密度の２つの最大値間の距離Ｗは、補足磁石１１ａ，１１ｂ間に働く磁力が強いほど、広くなる。
【００４９】
図３から図８のそれぞれにおける磁束密度の２つの最大値間の距離Ｗを、それぞれＷ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗ１’、Ｗ２’、Ｗ３’とすると、
Ｗ３＜Ｗ２＜Ｗ１＜Ｗ１’＜Ｗ２’＜Ｗ３’
となる。
【００５０】
以上より、本実施形態係るナチュラトロンスパッタ装置によれば、主磁石と補足磁石とが協働して周辺部での磁束密度に対する中央部での磁束密度を相対的に変化させることにより、一つの装置で柔軟な磁場空間の変化を得ることができる。これにより、ターゲットの種類、反応性ガスの種類、基板の材質など、様々な状況や目的に応じた磁場空間を得ることができる。したがって、汎用性の高い、利用者のニーズに合うナチュラトロンスパッタ装置を得ることができる。
【００５１】
汎用性の高いナチュラトロンスパッタ装置を得ることができるので、状況にあわせて部品を交換する必要がない。すなわち、状況にあわせて、磁力の異なる主磁石への交換を必要としない。そのため、装置のメンテナンスや調整が容易であり、成膜処理にかかるコストの低減を図ることができる。
【００５２】
なお、本発明に係るナチュラトロンスパッタ装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。さらに、下記の各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００５３】
主磁石１２ａ，１２ｂの少なくとも一方は、電磁石であってもよい。この場合、ナチュラトロンスパッタ装置２は、主磁石１２として採用された電磁石に流す電流を変化させる主磁石電流変化部を有する。また、補足磁石１１ａ，１１ｂの少なくとも一方は、電磁石であってもよい。この場合、ナチュラトロンスパッタ装置２は、補足磁石１１として採用された電磁石に流す電流を変化させる補足磁石電流変化部を有する。
【００５４】
主磁石電流変化部は、主磁石１２に流れる電流値を変化させることで、主磁石の位置を変えることなく一対のターゲット９間の磁場空間を変化させる。また、補足磁石電流変化部は、補足磁石１１に流れる電流値を変化させることで、補足磁石１１の位置を変えることなく一対のターゲット９間の磁場空間を変化させる。補足磁石保持部１３が補足磁石１１の位置を変更しない場合、補足磁石電流変化部は、補足磁石１１に流れる電流値を変化させることで磁場空間を調整してもよい。
【００５５】
主磁石電流変化部と補足磁石電流変化部とは、一つの電流変化部であってもよい。一つの電流変化部は、主磁石の電流値を変化させる機能と、補足磁石の電流地を変化させる機能とを有する。また、主磁石および補足磁石の少なくとも一方は、永久磁石と電磁石とを組み合わせて構成されてもよい。
【００５６】
このような変形例により、一対のターゲット９間に形成する磁場空間を柔軟に変化させることができる。また、補足磁石１１を電磁石とすることにより、補足磁石１１の位置の変更と組み合わせて、補足磁石１１ａ，１１ｂ間の磁束密度をより繊細に変更することができる。さらには、主磁石１２および補足磁石１１を電磁石とすることで、永久磁石を利用する場合に比べ、ターゲット９，９間に発生する磁束密度をより高くすることを期待できる。それにより、より多くの状況に応じた、汎用性の高いナチュラトロンスパッタ装置を提供することができる。
【００５７】
また、スパッタ部１００は、第二筒体１０のターゲット９と反対側の開口に蓋をする蓋部１７をさらに備えてもよい。蓋部１７は、スリット（図示しない）を有する。スリットは、補足磁石保持部１３に変わり、補足磁石１１の位置を変更可能に保持する。すなわち、スリットは、挿通された補足磁石１１を保持する。補足磁石１１は、一対のターゲット９方向またはその逆方向へとスリットを摺動することで、補足磁石の１１の位置は変更される。これにより、第二筒体１０内のスペースを考慮して、補足磁石保持部１３を設置せずとも、補足磁石１１の位置を変更可能に設置できる。
【００５８】
また、ナチュラトロンスパッタ装置２は、複数のスパッタ部を真空容器１内に並列に備えても良い。複数のスパッタ部は、少なくとも一つのスパッタ部１００を有してよい。この場合、基板２２は、複数のスパッタ部のそれぞれを搬送される。基板２２は、複数のスパッタ部のそれぞれが有するターゲットの材料を積層する。
【００５９】
これにより、基板２２は、搬送されることで複数の材料を積層できるので、成膜処理の自動化を図ることができ、生産効率を上げることができる。また、１つの真空容器１内に複数種類のスパッタ部を組み合わせて利用できるので、複数のナチュラトロンスパッタ装置を並列する場合に比べ、メンテナンスが容易となる。結果として、成膜処理にかかるコストを抑えることができる。
【００６０】
なお、主磁石１２は、円筒形であってもよい。補足磁石１１は、円筒形の主磁石１２の内部に配置されてもよい。これにより、ターゲット９の形が円形である場合であっても、適切に主磁石１２および補足磁石１１を配置でき、様々なニーズに応じた、汎用性の高いナチュラトロンスパッタ装置を提供できる。
【符号の説明】
【００６１】
１        真空容器
２        ナチュラトロンスパッタ装置
３        ターゲットホルダ
４        第一筒体
５        第一フランジ
６        第二フランジ
７        第三フランジ
８        支持板
９        ターゲット
１０        第二筒体
１１        補足磁石
１２        主磁石
１３        補足磁石保持部
１４        ヨーク
１６        シールドカバー
１６ａ      開口
１７        蓋部
１８        隔壁
１８ａ      開口
１９        ガス供給パイプ
２０        ガス供給パイプ
２２        基板
３０        レール部
３１        滑動部
１００      スパッタ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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